Từ công thức định luật II Niu-tơn: F = ma
Con lắc đi từ vị trí biên về vị trí cân bằng thì li độ (x) giảm dần và vận tốc tăng dần ⇒ thế năng (Wt) giảm dần và động năng (Wđ) tăng dần.
∗ Tại vị trí cân bàng O:
∗ Con lắc đi từ vị trí cân bàng đến vị trí biên:
Tại biên:
Xét con lắc lò xo nằm ngang gồm một lò xo độ cứng k, khôi lượng không đáng kể, một đầu treo một quả nặng có khối lượng m, đầu còn lại cố định. Quả cầu chuyển động không ma sát quanh vị trí cân bàng o.
– Chọn gốc tọa độ O tại vị trí cân bằng, trục Ox như hình vẽ.
– Kích thích cho vật dao động. Ở độ dời X bất kì, hòn bi chịu tác dụng của ba lực:
– Theo định luật II Niu-tơn:
– Chiếu (*) lên trục Ox:
− Nghiệm của phương trình này có dạng:
x = Acos((ωt + φ) (trong đó A, ω và ω là những hằng số)
Vì hàm cos là một hàm điều hòa nên dao động của con lắc lò xo là
một dao động điều hòa có tần số góc là:
Khi quả cầu có độ dời x, tổng các lực tác dụng gọi là lực kéo về F = – kx. Lực này tỉ lệ với x và ngược chiều với x, là lực gây ra gia tốc cho vật dao động điều hòa, luôn có khuynh hướng kéo vật về vị trí cân bằng.
Công thức tính chu kì của con lác lò xo:
Trong đó:
m: khối lượng của quả nặng, đơn vị là ki-lô-gam (kg);
k: độ cứng cửa lò xo, đơn vị là Niu-tơn trên mét (N/m);
T: chu kì dao động của quả nặng, đơn vị là giây (s).
Trong đó:
m : khối lượng của vật (kg);
v : vận tốc của vật (m/s).
∗ Thế năng của con lắc lò xo:
Trong đó:
wt: thể năng đàn hồi của lò xo (J);
k: độ cứng của lò xo (N/m);
x: lí dộ của vật (m).
∗ Cơ nàng của con lắc lò xo:
Trong đó:
W: cơ năng của lò xo (J); k: độ cứng của lò xo (N/m);
A: biên độ dao động của quả nặng (m).
hòa, động năng tăng thì thế năng giảm và ngược lại, động năng giảm thì thế năng tăng.
Chọn D. 0,G08J.
Chọn B. 1,4m/s.
Tốc độ của con lác khi qua vị trí cân bằng là cực đại:
